基本介紹
- 中文名:多形現象
- 外文名:polymorphism
- 別稱:多型現象
- 領域:生態學
基本信息,遺傳性多形現象與非遺傳性多形現象,生殖策略和雄性多形現象,多形現象的研究意義,
基本信息
雄性多型現象在自然界中普遍存在,尤其是昆蟲的多型現象更為顯著。從昆蟲的生殖策略、環境條件、遺傳因素等方面,對影響昆蟲雄性多型現象的因素進行了簡單概述,並展望了其意義和前景,旨在為更深入研究雄性多型現象的形成機制打下基礎。
在多型現象的基礎上,人們對產生多型現象原因的研究也越來越關注。本文從多型現象的分類、影響因素及研究多型現象的意義等方面作簡單的概述,並對研究多型現象的前景進行了展望。
遺傳性多形現象與非遺傳性多形現象
遺傳性多形現象是指由遺傳基因控制種群的分化。非遺傳性多型現象是指由環境條件(如食料、溫度、光照等)引起的表型差異,如形態、行為特性等,當環境條件差異一旦減少或消失時,生物型的分化也隨之消除。多型現象的涵義非常廣泛,包含了種群遺傳學、酶學、基因組學和蛋白質組學方面的研究。
Suzuki提出非遺傳多型性是一種適應性,是指在不同的環境下基因組與不連續可選擇顯型的關係。例如社會性昆蟲的等級制度,遷移蝗蟲的獨處和群居階段,蚜蟲的有翅和無翅的形式等,都是對變化環境的進化適應性。非遺傳多型性適應的重要性在於:從轉變的開始階段,可選擇顯型就可能為回應外部選擇壓力而進化。且遺傳適應性不同於遺傳同化作用,後者產生新的顯型後不會受環境變化的影響,而遺傳適應性則會產生一個提高環境敏感度的可塑性顯型。他還提出假說:非遺傳多型性能通過選擇壓力誘導所產生的顯型遺傳穩定性得到進化,這個過程稱為遺傳的同化作用;還通過研究菸草天蛾幼蟲顏色多型體來驗證假說的可靠性,但是事實證明菸草天蛾幼蟲顏色多型體屬於遺傳適應性。
生殖策略和雄性多形現象
不同物種的雄蟲因為有不同的生殖策略而表現出不同的形態特徵和生物學特徵。同一物種的雄性也可能會因為分化出不同的生殖策略而表現出2種或更多的表型特徵。在多型種群中,除形態和行為的差異外,種內雄性競爭交配的途徑也有可能不同,那些競爭能力較弱的個體可能會採取選擇性交配策略。但是選擇性交配策略與性多型現象不是同步的,因為當雄性變體採取不同的行為策略時,選擇性交配策略也發生在單形態種群中。
大部分交配系統是以雄性生殖成功的變化為特徵,且這種生殖成功性要高於雌性。雄性給卵受精的競爭是性選擇的動力,所以在大部分種群中,交配機會的競爭導致了性二態性的進化,有時會導致雄性形態的改變。選擇的不同也會導致一些器官表現出2個或更多不連續的雄性表型,這些不同的表型會採取選擇性交配策略。
居住在榕樹癮頭花序中的小蜂為昆蟲生殖策略進化的研究,特別為雄性多型現象提供了模型[。在榕小蜂一些物種中,種內雄性多型現象得到了進化,並伴隨有不同變體採取不同的交配策略。如同一榕果內的成熟雄蟲有可能採取幾種不同的生殖策略,(1) 在榕果內穿越小花和瓔花的間隙尋找雌蟲並與之交配;(2) 咬出小孔讓雌蜂出果;(3)跟雌蟲一樣出果,然後在果外尋找雌蜂並與之交配。同一物種內的雄蟲也會分化出果外交配或果內交配的生殖策略,且果內交配的還會有“戰鬥者”(fighters) 或“偷竊者”(snickers)之分。這些種間或種內生殖策略的不同,導致了雄蟲有些跟雌蟲一樣有翅且複眼發達,有些是翅和複眼都退化;身體大小上,有些個體大且有非常發達的下顎,而有些體型微小且下顎不發達。
多形現象的研究意義
- 多型現象對進化史重建、 種界定和特徵進化有重要影響
- 多型現象對解釋變體頻率是否穩定或世間是否變異等問題非常有用
- 研究昆蟲驅散性多型現象對理解種群動態,生活史進化和適應性的生理基礎有著重要作用
- 資源多型現象對研究種群分歧和物種形成起到非常重要的作用
資源多型現象在物種形成中起著潛在的作用。這個問題已經爭論了20年,且大部分模型和爭論主要集中在由資源多型現象引起的生態分離時是否能完全促進同域內和諧的交配和生殖隔離。因為同域物種形成是從已經不連續的物種或種族模型分離出來的,所以大部分同域物種形成是相關的。由於在同域變體中基因流動是可變的,這樣也可能導致分歧和物種的形成。